幻灯片 1选修一 生物技术实践
第1讲 微生物的培养和利用
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幻灯片 2 (1)微生物的分离和培养 (2)某种微生物数量的测定 (3)培养基对微生物的选择作用 (4)利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用
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幻灯片 3营养物质
生长繁殖
水
碳源
氮源
无机盐
特殊营养物质
氧气
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幻灯片 4议一议：高温灭菌的原理是什么？
答案：高温可以使菌体细胞内的蛋白质、核酸变性失活，从而达到灭菌的目的。
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幻灯片 5温和
有害的微生物
芽孢
孢子
煮沸消毒法
巴氏消毒法
所有的微生物
灼烧
干热
高压蒸汽
想一想：接种过程为什么要在酒精灯的火焰旁进行？
答案：因为这里是一个无菌区，可以避免杂菌污染。
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幻灯片 63．微生物培养的基本技术
(1)配制培养基：称量→混合→溶化→调pH→分装→包扎
(2)灭菌：加水→加培养基→密封→排冷气→维持压力→取出倒平板(或搁置斜面)
(4)培养：接种后的培养皿放入恒温箱内培养
接种环、涂布器
平板划线
稀释涂布平板
酒精灯火焰
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幻灯片 7查一查：什么是菌落？它有什么用途？
答案：菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一个肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群体。不同细菌的菌落在大小、形状、光泽度、颜色、硬度、透明度等方面的特征不同，它可以作为鉴别菌种的重要依据。
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幻灯片 8固体斜面
菌落
4 ℃
甘油管藏
污染
－20 ℃
不长
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幻灯片 9选择培养基
尿素
稀释涂布平板法
显微镜直接计数
被测试的条件
非测试因素
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幻灯片 103．分解纤维素的微生物的分离——纤维素分解菌的筛选
(1)土壤取样：选择富含________的环境
(2)将样品涂布到鉴别纤维素分解菌的培养基上
A．制备鉴别培养基：主要碳源是________
B．刚果红染色法
a．先培养________，再加入刚果红进行颜色反应
b.________时加入刚果红
纤维素
CMC—Na
微生物
倒平板
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幻灯片 11(3)进一步鉴定
a．为确定得到的菌是否是纤维素分解菌，还需进行________________的实验
b．测定方法一般是对纤维素酶分解滤纸等纤维素后所产生的________进行定量测定
想一想：什么叫选择培养基？
答案：选择培养基是在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。目的是培养、分离出特定微生物。
发酵产纤维素酶
葡萄糖
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幻灯片 12看一看：纤维素分解菌筛选的原理是什么？
答案：刚果红可以与像纤维素这样的多糖物质形成红色复合物，但并不和水解后的纤维二糖和葡萄糖发生这种反应。纤维素分解菌能产生纤维素酶分解纤维素，从而使菌落周围形成透明圈。
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幻灯片 131．培养基的配制原则
(1)目的要明确：配制时应根据微生物的种类、培养目的等确定配制的培养基种类。
(2)营养要协调：注意各种营养物质的浓度和比例。
(3)pH要适宜：细菌为6.5～7.5，放线菌为7.5～8.5，真菌为5.0～6.0，培养不同微生物所需pH不同。
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幻灯片 142．培养基的营养构成
(1)各种培养基的具体配方不同，但一般都含有水、碳源、氮源和无机盐；
(2)不同培养基还要满足不同微生物对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
3．配制牛肉膏蛋白胨固体培养基的注意事项
(1)倒平板的适宜温度是50 ℃左右，温度过高会烫手，过低培养基又会凝固；
(2)平板需倒置，这样既可使培养基表面的水分更好地挥发，又可防止皿盖上的水珠落入培养基，造成污染。
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幻灯片 154．两种纯化细菌的方法的比较
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幻灯片 16----
幻灯片 17微生物的实验室培养及相关技术
高考地位：5年14考
(2012北京卷、山东基本能力、浙江卷，2011全国课标卷、天津卷、重庆卷……)
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幻灯片 18一、微生物的营养要素及培养基配方
基本营养要素：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐。此外还要满足不同微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的需求。
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幻灯片 19----
幻灯片 20 ①微生物最常用的碳源是糖类，尤其是葡萄糖；最常利用的氮源是铵盐、硝酸盐。
②对异养微生物来说，含C、H、O、N的有机化合物既是碳源，又是氮源、能源。
③有些培养基不需要添加特殊营养物质，生物自己能合成，如大肠杆菌能合成某些维生素，作为特殊营养物质。
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幻灯片 21二、培养基的种类及用途
1．按物理状态分类
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幻灯片 222.按功能分类
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幻灯片 23----
幻灯片 24三、比较消毒与灭菌
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幻灯片 25四、微生物的纯化培养及菌种的保藏
1．原理
在培养基上将细菌稀释或分散成单个细胞，使其长成单个的菌落，这个菌落就是一个纯化的细菌菌落。
2．纯化分离的方法－平板划线法(如图1)
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幻灯片 263．纯化分离的方法二－稀释涂布平板法
Ⅰ.系列稀释操作(图2)
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幻灯片 27Ⅱ.涂布平板操作如图3所示
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幻灯片 284．比较解读两种分离纯化方法
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幻灯片 30★★ 培养基的制备、高压蒸汽灭菌、微生物的分离、纯化和培养过程及菌液划线分离与涂布分离法是近年高考的热点与焦点所在。预计2014年高考仍会呈现，题型为非选择题。
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幻灯片 31【典例1】
(2012·北京理综，5)高中生物学实验中，在接种时不进行严格无菌操作对实验结果影响最大的一项是 ( )。
A．将少许干酵母加入到新鲜的葡萄汁中
B．将毛霉菌液接种在切成小块的鲜豆腐上
C．将转基因植物叶片接种到无菌培养基上
D．将土壤浸出液涂布在无菌的选择培养基上
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幻灯片 32解析 本题主要考查几种常见生物学实验对无菌操作的要求。生产果酒和腐乳时对无菌的要求不是很高，接种不需要进行严格的无菌操作；土壤浸出液中含有多种杂菌，所以利用选择培养基筛选土壤浸出液中特定微生物时，不进行严格无菌操作也不会影响实验结果；植物组织培养技术成功的关键是无菌条件，若接种时不进行严格无菌操作将可能导致实验失败，故C项符合题意。
答案 C
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幻灯片 33【训练】
下图甲、乙是微生物接种常用的两种方法，请回答相关问题。
(1)图甲是利用________法进行微生物接种，图乙是利用________法进行微生物接种。这两种方法所用的接种工具分别是________和________；对这两种接种工具进行灭菌和消毒的方法依次是________和酒精消毒。
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幻灯片 34(2)接种操作为什么一定要在火焰附近进行？
_______________________________________________。
(3)接种后，在固体培养基上培养细菌时为什么进行倒置培养？
_________________________________________________
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幻灯片 35(4)如图是采用上述接种方法接种后培养的
效果图解，其接种方法是________(填图甲或图乙)。
解析 图甲和图乙分别是平板划线法和稀释涂布平板法，这两种方法所用的接种工具分别是接种环和涂布器。由于在酒精灯火焰附近存在着无菌区域，因此接种常在火焰附近进行。在微生物培养过程中会产生水，对微生物的生长造成影响，故需要倒置培养。
答案 (1)平板划线 稀释涂布平板 接种环 涂布器 灼烧灭菌 (2)火焰附近存在着无菌区域 (3)避免培养过程产生的水分影响微生物的生长 (4)图乙
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幻灯片 36特定微生物的分离与数量的测定
高考地位：5年9考
(2012浙江卷，2010全国Ⅰ、重庆卷、安徽卷……)
一、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数
1．筛选菌株的原理
微生物的选择培养：在选择培养基的配方中，把尿素作为培养基中的唯一氮源，原则上只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
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幻灯片 372．统计菌落数目的方法
(1)显微镜直接计数法
①原理：利用特定细菌计数板或血细胞计数板，在显微镜下计算一定容积的样品中微生物数量。
②方法：用计数板计算。
③缺点：不能区分死菌与活菌。
(2)间接计数法(活菌计数法)
①原理：当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。
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幻灯片 38②操作：
a．设置重复组，增强实验的说服力与准确性。
b．为了保证结果准确，一般选择菌落数在30～300的平板进行计数。
③计算公式：每克样品中的菌株数＝(C÷V)×M，其中C代表某一稀释度下平板上生长的平均菌落数，V代表涂布平板时所用的稀释液的体积( mL)，M代表稀释倍数。
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幻灯片 39----
幻灯片 40 由于两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，因此统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。
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幻灯片 41二、分解纤维素的微生物的分离
1．纤维素酶
纤维素酶是一种复合酶，它包括C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶，具有催化分解纤维素的作用，其作用过程如下：
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幻灯片 42----
幻灯片 43微生物的分离，计数与鉴定是微生物技术领域的重点内容之一，广泛应用于食品加工，微生物污染测定等行业具重要实践价值，相关内容在近年高考中多有体现，应高度重视。
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幻灯片 44请回答下列有关问题。
(1)在配制培养基时，要加入尿素和酚红指示剂，这是因为Hp含有________，它能以尿素作为氮源；若有Hp，则菌落周围会出现________色环带。
(2)下列对尿素溶液进行灭菌的最适方法是________灭菌。
A．高压蒸汽 B．紫外灯照射
C．体积分数为70%酒精浸泡 D．过滤
(3)步骤X表示________。在无菌条件下操作时，先将菌液稀释，然后将菌液________到培养基平面上。菌液稀释的目的是为了获得________菌落。
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幻灯片 45(4)在培养时，需将培养皿倒置并放在______中。若不倒置培养，将导致______。
(5)临床上用14C呼气试验检测人体是否感染Hp，其基本原理是Hp能将14C标记的________分解为NH3和14CO2。
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幻灯片 46解析 此题考查微生物的分离与培养知识。(1)幽门螺杆菌(Hp)含有脲酶，能以尿素为氮源，在加入尿素和酚红指示剂的培养基中培养Hp，由于尿素经脲酶的降解可产生碱性的NH3，NH3能使培养基中的酚红由红黄色变成红色，故菌落周围会出现红色环带。(2)由于尿素加热会分解，对尿素溶液进行灭菌最好用G6玻璃砂漏斗过滤。(3)微生物的分离和培养步骤是：配制培养基→灭菌、倒平板→接种→培养。为获得单菌落，接种操作前应先将菌液稀释，然后将菌液涂布到培养基平面上即可。(4)微生物培养时需将培养皿倒置并放在
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幻灯片 47恒温培养箱中，若不倒置培养，则无法形成单菌落。(5)幽门螺杆菌能将14C标记的尿素分解为NH3和14CO2，故临床上常用14C呼气试验检测人体内幽门螺杆菌的存在。
答案 (1)脲酶 红 (2)D (3)接种 涂布 单 (4)恒温培养箱 无法形成单菌落 (5)尿素
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幻灯片 48 ——选择培养基及应用实例
(1)选择培养基在培养基中加入某种化学物质，以抑制不需要的微生物的生长，促进所需要的微生物的生长。目的是培养、分离出特定微生物。
(2)选择培养基应用实例
①培养基中加入青霉素可以分离出酵母菌和霉菌。
②培养基中加入高浓度的食盐可得到金黄色葡萄球菌。
③培养基中缺乏氮源时，可以分离固氮微生物，因为非固氮微生物不能在此培养基上生存。
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幻灯片 49④当培养基的某种营养成分为特定化学成分时，也具有分离效果。如石油是唯一碳源时，可以抑制不能利用石油的微生物的生长，使能够利用石油的微生物生存，达到分离能消除石油污染的微生物的目的。
⑤改变微生物的培养条件，也可以达到分离微生物的目的，如将培养基放在高温环境中培养只能得到耐高温的微生物。
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幻灯片 501．(2012·山东基本能力，55)除了高温加热以外，其它灭菌方法还有 ( )。
A．紫外线照射 B．真空包装
C．用保鲜膜密闭 D．添加防腐剂
解析 此题考查灭菌的方法。灭菌是使用强烈的理化因素杀死物体内外所有的微生物(包括芽孢和孢子)。本题中真空包装、添加防腐剂、用保鲜膜密闭都起到了抑菌作用，紫外线照射使细菌的蛋白质变性，核酸受破坏，是灭菌方法。
答案 A
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幻灯片 512．(2011·重庆卷)下列有关细菌培养的叙述，正确的是
( )。
A．在琼脂固体培养基上长出的单个菌落含有多种细菌
B．在培养基中加入青霉素可抑制真菌而促进细菌生长
C．向液体培养基中通入氧气能促进破伤风杆菌的生长
D．在半固体培养基中接种细菌培养后可以观察其运动
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幻灯片 52解析 菌落就是由单个细菌或同种细胞繁殖成的具有一定形态结构特征的子细胞群体，一个菌落就是一个种群，所以单个菌落就只有一种细菌。青霉素能抑制细菌的细胞壁的形成从而抑制细菌的繁殖。破伤风杆菌是厌氧型的生物。半固体培养基中可以观察细菌的运动。
答案 D
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幻灯片 533．(2011·全国新课标，39)有些细菌可分解原油，从而消除由原油泄漏造成的土壤污染。某同学欲从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株。回答问题。
(1)在筛选过程中，应将土壤样品稀释液接种于以______为唯一碳源的固体培养基上。从功能上讲，该培养基属于________培养基。
(2)纯化菌种时，为了得到单菌落，常采用的接种方法有两种，即________和________。
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幻灯片 54(3)为了筛选出高效菌株，可比较单菌落周围分解圈的大小，分解圈大说明该菌株的降解能力________。
(4)通常情况下，在微生物培养过程中，实验室常用的灭菌方法有灼烧灭菌、________和________。无菌技术要求实验操作应在酒精灯________附近进行，以避免周围环境中微生物的污染。
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幻灯片 55解析 (1)从受原油污染的土壤中筛选出能高效降解原油的菌株，使用的培养基应是以原油为唯一碳源的选择培养基，通过控制碳源这种营养成分，来促进能高效降解原油的菌株的生长，抑制其他微生物的生长。(2)菌种纯化培养时，常采用平板划线法和稀释涂布平板法接种。(3)当固体培养基上长出单菌落后，可通过比较菌落周围分解圈的大小，来判断菌株降解原油能力的大小。一般来说，分解圈越大说明该菌株的降解能力越强，反之则越弱。(4)实验室培养微生物的过程中，常用灼烧灭菌法对接种环、接种针、试管口、瓶口等进行灭菌；用高压蒸汽灭菌法对培养基、试管等进行灭菌；用
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幻灯片 56干热灭菌法对玻璃器皿(吸管、培养皿)和金属用具等进行灭菌。实验操作应在酒精灯火焰旁进行，因为酒精灯火焰旁可形成一个无菌环境，可防止微生物的污染。
答案 (1)原油 选择 (2)平板划线法 稀释涂布平板法 (3)强 (4)干热灭菌 高压蒸汽灭菌 火焰
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幻灯片 57见Word版限时规范训练
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